Como bromeó una vez Benjamin Franklin, la muerte y los impuestos son universales. Las redes sin escala pueden no serlo, al menos según un nuevo estudio de CU Boulder.

La investigación desafía a un teoría de hace dos décadas que las redes de todo tipo, desde Facebook y Twitter hasta las interacciones de genes en células de levadura, siguen una arquitectura común que los matemáticos llaman "sin escala".

Estas redes encajan en una categoría más amplia de redes que están dominadas por unos pocos centros con muchas más conexiones que la gran mayoría de los nodos; piense en Twitter, por cada Justin Bieber (105 millones de seguidores) que hay, puedes encontrar miles de usuarios con solo un puñado de fans.

En una investigación publicada esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Anna Broido y Aaron Clauset de CU Boulder se propusieron poner esa teoría a prueba. Utilizaron herramientas computacionales para analizar un enorme conjunto de datos de más de 900 redes, con ejemplos del ámbito de la biología, transporte, tecnología y más.

Sus resultados sugieren que la muerte y los impuestos pueden no tener mucha competencia, al menos en redes. Basado en el análisis de Broido y Clauset, cerca del 50 por ciento de las redes reales no cumplían ni siquiera con la definición más liberal de lo que hace que una red sea libre de escala.

Esos hallazgos importan, Broido dijo:porque la forma de una red determina mucho sobre sus propiedades, incluyendo cuán susceptible es a ataques dirigidos o brotes de enfermedades.

"Es importante ser cuidadoso y preciso al definir aspectos como lo que significa ser una red sin escala, "dijo Broido, estudiante de posgrado en el Departamento de Matemática Aplicada.

Clauset, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Computación y el Instituto BioFrontiers, está de acuerdo.

"La idea de redes sin escala ha sido un tema unificador pero controvertido en la teoría de redes durante casi 20 años, ", dijo." Resolver la controversia ha sido difícil porque carecíamos de buenas herramientas y datos amplios. Lo que hemos encontrado ahora es que hay poca evidencia de redes clásicas sin escala, excepto en algunos lugares específicos. La mayoría de las redes no parecen libres de escala en absoluto ".

Decidir si una red es "sin escala, " sin embargo, puede ser complicado. Muchos tipos de redes parecen similares desde la distancia.

En redes sin escala, sin embargo, los patrones de conexiones que entran y salen de los nodos siguen una forma matemática precisa llamada distribución de la ley de potencia.

Para sacar tales redes del ámbito de la especulación, Clauset y Broido recurrieron al Índice de redes complejas (ICON). Este archivo, que fue reunido por el grupo de investigación de Clauset en CU Boulder, enumera datos en miles de redes de todos los dominios científicos. Incluyen los vínculos sociales entre los personajes de Star Wars, interacciones entre proteínas de levadura, amistades en Facebook y Twitter, viajes en avión y más.

Sus hallazgos fueron crudos. Los investigadores calcularon que solo alrededor del 4 por ciento de las redes que estudiaron cumplían con los criterios más estrictos para ser libres de escala. Estas redes especiales incluían algunos tipos de redes de proteínas en las células y ciertos tipos de redes tecnológicas.

Lejos de ser una decepción, Clauset ve estos hallazgos nulos de manera positiva:si la ausencia de escala no es la norma, entonces los científicos tienen la libertad de explorar estructuras nuevas y más precisas para las redes que la gente encuentra todos los días.

"La diversidad de redes reales presenta un misterio, ", dijo." ¿Cuáles son las formas comunes de las redes? ¿Cómo se ensamblan y mantienen los diferentes tipos de redes su estructura a lo largo del tiempo? Estoy emocionado de que nuestros hallazgos abran espacio para explorar nuevas ideas ".